項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功地把社會(huì)公眾從交通信息利用者升級(jí)為交通信息采集者（圖片來(lái)源：科技日?qǐng)?bào)）

10月9日，18點(diǎn)，由于不限號(hào)，這一天北京城的晚高峰格外擁堵。

但對(duì)于每天往返于通州和中關(guān)村的齊鵬而言，應(yīng)對(duì)這種擁堵已經(jīng)“駕輕就熟”。出發(fā)前他總是先用手機(jī)里的地圖軟件進(jìn)行導(dǎo)航，據(jù)此他可以選擇出最佳的行駛路線。

“手機(jī)導(dǎo)航是我每天打開最頻繁的應(yīng)用之一，無(wú)論是開車外出，還是乘坐公共交通出行，都能讓我準(zhǔn)確快速地到達(dá)目的地?！饼R鵬告訴記者。

如今，隨著我國(guó)城市的快速發(fā)展，汽車保有量的增加，以及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，像齊鵬一樣的人越來(lái)越多，智慧出行，已經(jīng)成為很多人的“新常態(tài)”。

那么，這些充當(dāng)“指路人”角色的導(dǎo)航軟件是如何提供準(zhǔn)確的路況，讓我們避開擁堵路段的？導(dǎo)航軟件又如何能給出合理的出行方案，幫助我們便捷地到達(dá)目的地？

對(duì)此，由中科院地理資源所、掌城科技、千方集團(tuán)等單位組成的“城市交通誘導(dǎo)與導(dǎo)航出行關(guān)鍵技術(shù)與應(yīng)用服務(wù)”項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)，歷時(shí)多年研究，利用衛(wèi)星定位、移動(dòng)通訊、高性能計(jì)算、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)實(shí)現(xiàn)了城市、城際道路交通系統(tǒng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知，準(zhǔn)確、全面地將交通路況，通過(guò)手機(jī)導(dǎo)航、路側(cè)電子布告板、交通電臺(tái)等途徑提供給百姓。在此基礎(chǔ)上，集成駕駛行為實(shí)時(shí)感應(yīng)與分析技術(shù)，實(shí)現(xiàn)公眾出行多模式多標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航，提高出行效率；并輔助交通管理部門制定交通管理方案，促進(jìn)城市節(jié)能減排，提升城市運(yùn)行效率。在2015年度北京市科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)評(píng)審中，該項(xiàng)目榮獲一等獎(jiǎng)。

打造全國(guó)交通信息一張圖

在行車過(guò)程中，導(dǎo)航軟件會(huì)實(shí)時(shí)發(fā)出指令和提示：“前方100米左拐”“前方一公里擁堵，預(yù)計(jì)通行需要5分鐘”……很多人會(huì)詫異，導(dǎo)航軟件為何如此“聰明”？是依靠道路兩側(cè)的攝像頭或埋在地底的感應(yīng)線圈嗎？

項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，中科院地理資源所研究員陸鋒告訴記者，傳統(tǒng)的交通信息獲取依賴部署在道路斷面下的感應(yīng)線圈或道路上方的視頻探頭等設(shè)備。“這些設(shè)備位置固定，成本較高，不能全面反映城市交通的實(shí)時(shí)狀態(tài)?！?/p>

因此，項(xiàng)目組必須“另辟蹊徑”。

項(xiàng)目組“瞄上了”出租車，由于出租車都安裝了衛(wèi)星導(dǎo)航定位，可以周期性向監(jiān)控調(diào)度中心回傳位置和狀態(tài)信息，這些每天在大街上巡游的出租車成為城市交通信息采集的重要來(lái)源。

但是，出租車并不是一個(gè)“一勞永逸”的解決方案。出租車的規(guī)模和行駛范圍畢竟有限。尤其是隨著自駕出行的日益普及，及時(shí)獲取城際乃至全國(guó)交通信息，成為百姓出行的“剛需”。

項(xiàng)目組決定建立新的“交通狀態(tài)感應(yīng)線圈”，這個(gè)線圈的范圍十分寬廣，包括長(zhǎng)途客車、載重貨車監(jiān)控軌跡、手機(jī)地圖客戶端軌跡、互聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)站與社交網(wǎng)絡(luò)文字消息等。

“根據(jù)國(guó)家的要求，目前全國(guó)的長(zhǎng)途客車、旅游包車、危險(xiǎn)品運(yùn)輸車、普貨載重貨車都必須強(qiáng)制安裝行車監(jiān)控設(shè)備，對(duì)行駛過(guò)程進(jìn)行全過(guò)程監(jiān)控，防止司機(jī)疲勞駕駛，減少交通運(yùn)輸事故。這些儀器會(huì)實(shí)時(shí)上傳汽車行駛軌跡，而且準(zhǔn)確率極高，這樣我們就有了覆蓋全國(guó)的一個(gè)移動(dòng)信息源?！标戜h說(shuō)。

不僅如此，項(xiàng)目組還敏銳地洞察到，在互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代，每天有大量用戶在線使用手機(jī)地圖服務(wù)，這些高頻的衛(wèi)星定位軌跡無(wú)疑大幅度擴(kuò)展了基于汽車的移動(dòng)信息源隊(duì)伍。此外，網(wǎng)上有海量的交通信息，有官方的，也有網(wǎng)友自己在社交網(wǎng)絡(luò)上發(fā)布的路況、路書等信息。那么，能否充分利用這些互聯(lián)網(wǎng)地圖高頻軌跡和社交網(wǎng)絡(luò)海量文本，發(fā)揮群眾力量，獲取實(shí)時(shí)交通信息？

針對(duì)這些技術(shù)瓶頸問(wèn)題，項(xiàng)目組突破了大規(guī)模高低頻移動(dòng)目標(biāo)軌跡地圖匹配與交通狀態(tài)分析、互聯(lián)網(wǎng)與社會(huì)化媒體文本蘊(yùn)含交通信息提取、多源交通信息實(shí)時(shí)融合等技術(shù)瓶頸，構(gòu)建了服務(wù)提供與用戶反饋交通信息生態(tài)體系，建立了覆蓋全國(guó)的交通信息服務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了全國(guó)交通信息一張圖。

項(xiàng)目組成功地把社會(huì)公眾從交通信息利用者升級(jí)為交通信息采集者。這些信息為百姓提供了城市道路網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行狀態(tài)，有效地指導(dǎo)了百姓出行，避開擁堵路段。

“當(dāng)你打開導(dǎo)航軟件時(shí)，會(huì)自動(dòng)上傳你當(dāng)前的路況信息，也就是說(shuō)，每一個(gè)人既是交通信息的受益者也是提供者，這也是互聯(lián)網(wǎng)分享經(jīng)濟(jì)的一個(gè)體現(xiàn)?！标戜h說(shuō)。

據(jù)悉，如今，系統(tǒng)每天處理200萬(wàn)輛以上的出租車和客貨車、800萬(wàn)部以上手機(jī)地圖軌跡、10000臺(tái)以上固定傳感器、10000條以上交通事件文本，這張全國(guó)交通信息一張圖，構(gòu)建了服務(wù)提供與用戶反饋耦合的交通信息生態(tài)環(huán)境。

導(dǎo)航地圖更新效率大大提升

在導(dǎo)航中，我們經(jīng)常擔(dān)心的是地圖更新趕不上道路或周邊商圈的變化。由于城市建設(shè)開工密集，商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)變化頻繁，目前的手機(jī)地圖等應(yīng)用普遍存在時(shí)效性不足問(wèn)題。

在以前，導(dǎo)航地圖更新需要靠采集車等方式來(lái)完成。和尋常車輛稍有不同，采集車頂部架起了一個(gè)半米來(lái)高的白色架子，架子上的攝像機(jī)能夠?qū)χ車吧M(jìn)行全角度的拍攝，再傳輸?shù)诫娔X里。然后，數(shù)據(jù)作業(yè)員根據(jù)拍攝的視頻進(jìn)行后期處理，生成或更新導(dǎo)航地圖，存儲(chǔ)到系統(tǒng)里，采集車傳輸回來(lái)的數(shù)據(jù)就是在這里變成一個(gè)個(gè)可見的路面信息。

“這種方式更新非常耗費(fèi)人力，往往一個(gè)導(dǎo)航地圖公司要養(yǎng)著幾百人的數(shù)據(jù)采集與更新團(tuán)隊(duì)，成本巨大?！标戜h說(shuō)。

項(xiàng)目組認(rèn)為，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為商家、百姓提供了很好的信息共享環(huán)境，各種時(shí)效性很高的道路網(wǎng)絡(luò)地圖、商業(yè)服務(wù)信息層出不窮，而這些源于志愿者的非專業(yè)地圖，如果與專業(yè)導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)有機(jī)融合，就可以更快、更好地為百姓提供服務(wù)。

針對(duì)這一技術(shù)瓶頸，項(xiàng)目組開展了深入研究，首先提出了基于幾何模式的興趣點(diǎn)與路網(wǎng)整合模型，建立二者映射關(guān)系，突破了語(yǔ)義一致性檢測(cè)難題，然后提出了啟發(fā)式概率松弛匹配模型，實(shí)現(xiàn)了志愿者來(lái)源與商業(yè)導(dǎo)航路網(wǎng)的完美融合，匹配精度優(yōu)于95%，有力地保障了出行導(dǎo)航與地圖應(yīng)用中信息的豐富性。

方便準(zhǔn)確的多模式路徑導(dǎo)航

如今，手機(jī)導(dǎo)航的用途并不僅僅是在行車中，坐公交、坐地鐵、騎自行車或者步行時(shí)，都會(huì)有它的“身影”。

當(dāng)我們乘公共交通工具去陌生的地方時(shí)，一般需要考慮一連串的問(wèn)題：坐哪路公交？怎么走到公交站？換哪趟地鐵？怎么換乘地鐵？從地鐵哪個(gè)口進(jìn)出？出來(lái)后怎么走到要去的地方？……

由于路網(wǎng)環(huán)境的千差萬(wàn)別，這些個(gè)性化的多模式出行需求，日益凸顯。加之路況信息實(shí)時(shí)變化、路網(wǎng)環(huán)境瞬息萬(wàn)變，如何根據(jù)百姓需求提供多模式、多標(biāo)準(zhǔn)、可靠的出行路徑選擇？

針對(duì)這一難題，項(xiàng)目組研發(fā)了顧及不同出行標(biāo)準(zhǔn)（時(shí)間短、費(fèi)用低、油耗小、換乘少等），涉及不同出行模式（自駕車、出租車、公交地鐵、步行及其組合等）的出行路徑規(guī)劃算法群。

該算法突破了多模式交通網(wǎng)絡(luò)空間數(shù)據(jù)模型、多模式連通關(guān)系自動(dòng)化處理、行程時(shí)間可靠預(yù)測(cè)、多模式多標(biāo)準(zhǔn)可靠路徑規(guī)劃、多用戶并發(fā)路徑查詢負(fù)載均衡等技術(shù)瓶頸，實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航系統(tǒng)的升級(jí)換代，使規(guī)劃路徑更加貼心，并且具有更高的可靠性。

“我們可以根據(jù)百姓自行設(shè)置的起點(diǎn)與終點(diǎn)給出合理的出行方案，幫助百姓便捷地到達(dá)目的地?！标戜h說(shuō)。

環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)減少能源浪費(fèi)

倡導(dǎo)綠色出行，實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排是城市交通的永恒追求。駕駛員不良的駕駛習(xí)慣往往會(huì)增加汽車的油耗成本，從而造成能源的浪費(fèi)和環(huán)境的污染。

針對(duì)此問(wèn)題，項(xiàng)目組研發(fā)了環(huán)保駕駛輔助系統(tǒng)，為駕駛員提供了駕駛策略建議功能。該功能使用數(shù)學(xué)建模的方法將環(huán)保駕駛問(wèn)題轉(zhuǎn)換為最優(yōu)化問(wèn)題，通過(guò)交通流建模計(jì)算得到汽車行駛的速度范圍，然后通過(guò)油耗與汽車駕駛速度、擋位、發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷的等式關(guān)系求解出汽車在各個(gè)行駛速度范圍中的最優(yōu)駕駛策略（最優(yōu)擋位、速度）。

該系統(tǒng)還通過(guò)多種傳感器采集汽車發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、加速度等汽車駕駛數(shù)據(jù)，判斷駕駛員環(huán)保駕駛水平，建立環(huán)保評(píng)分排行榜激勵(lì)機(jī)制，促進(jìn)駕駛者駕駛習(xí)慣的良性轉(zhuǎn)變。同時(shí)，結(jié)合實(shí)時(shí)交通信息，研發(fā)了節(jié)能環(huán)保駕駛動(dòng)態(tài)路徑方法，為百姓提供了節(jié)能減排的綠色出行規(guī)劃。

據(jù)了解，該項(xiàng)目實(shí)時(shí)發(fā)布的交通信息覆蓋全國(guó)主要高速公路、國(guó)道和省道（里程超過(guò)8.5萬(wàn)公里），及北京、上海、廣州、深圳等47個(gè)大中城市，準(zhǔn)確率超過(guò)90%。研究成果直接轉(zhuǎn)化為三個(gè)軟件產(chǎn)品與一個(gè)交通信息服務(wù)網(wǎng)站，并通過(guò)交通信息服務(wù)與交通信息技術(shù)服務(wù)等手段，與互聯(lián)網(wǎng)廠商、汽車制造廠商、導(dǎo)航地圖廠商、移動(dòng)通訊運(yùn)營(yíng)商成功合作，交通信息產(chǎn)品用戶超過(guò)2億，日訪問(wèn)量超過(guò)1000萬(wàn)人次，產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益1.2億元人民幣。

該項(xiàng)目研究成果大幅度提升了我國(guó)交通信息服務(wù)行業(yè)的技術(shù)水平，促進(jìn)了我國(guó)交通信息服務(wù)技術(shù)體系的形成與完善，為全國(guó)大中城市交通管理部門提供了成熟的交通誘導(dǎo)信息支撐，為全國(guó)上億用戶不間斷地提供了全天候、大范圍的智慧出行信息服務(wù)。（記者 申明）